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1、企业愿景,配电一二次设备发展的探索及交流 华仪电气股份有限公司 2014年8月21日,馈线自动化就地故障隔离功能的应用及思考 一二次设备一体化设计的探索 企业简介,内容大纲,主站集中控制型，是依靠故障发生后配电终端采集的故障信息由主站系统进行故障定位、隔离及恢复供电； 智能分布式，则依靠相邻配电终端相互通讯进行故障定位、隔离及恢复供电，对通讯系统的可靠性和实时性要求较高，通常为光纤通道； 对于通讯条件还不具备的配电线路或采用公网通讯的一遥、二遥馈线自动化以及供电半径长、分支线路多的农村电网就地馈线自动化仍有广泛的应用需求。,“可靠的故障处理是提高配电网自愈能力的重要保障”,G4,G3,G2,G
2、1,CB,K1,K2,K3,K4,7S,7S,7S,7S,架空线路“电压时间型”+“分界开关”的组合应用,CB至少设置两次重合，CB检测故障跳闸后重合，各级开关按供电顺序延时合闸，过渡时间长,CB为出线断路器，需投入两次重合闸 K1-K4为电压时间型自动化开关（主体开关通常为负荷开关）、合闸延时7s、合闸检测延时5s、残压检测闭锁等功能 G1-G5为分支线路分界断路器（看门狗）,K4,K2,K1,D1,K3,G1,CB1,G2,CB设置0.3s延时速断，D1设置0.15s延时速断；K1至K4设置7S延时合闸。,CB为出线断路器、设置两侧重合闸；D1为电流电压时间型自动化开关（断路器） K1-K
3、5为电压时间型自动化开关（主体开关为负荷开关），合闸延时7s、合闸检测延时5s、残压检测闭锁等功能 G1-G2为分支线路分界断路器（看门狗）,架空线路“电流电压时间型”+“电压时间型”+“分界开关”组合应用,K5,K4,K2K1,K1D1,D1K2,K3D2,G1,CB1,G2,CB设置0.3s延时速断，D1设置0.15s延时速断， D2设置0延时速断；K1至K5设置7S延时合闸。,为减少变电站跳闸次数，将K1变更为D1、 CB为出线断路器、设置一次重合闸；D1-D2为电流电压时间型自动化开关（断路器） K1-K5为电压时间型自动化开关（主体开关为负荷开关） G1-G2为分支线路分界断路器（看
4、门狗）,K5,架空线路“电流电压时间型”+“电压时间型”+“分界开关”组合应用,G2,K3,K1,D1,K2,D2/LS,CB1,CB2,K5,G1,K6,当线路发生变化：增加一个电源CB2构成手拉手，同时原G1出线部分增加用户时： 如CB2为备用电源处热备：D1、K1-K5应能区分供电方向并具备相应的供电逻辑； 如为减小CB1供电负荷，正常供电时CB2也参与供电，则D2调整为LS联络开关，正常运行处于分闸，开关的动作逻辑也应适当调整。 对此我们理解正常运行的线路随着供电用户增加、供电方式的变化线路的开关的运行方式也将相应变化。,K4,架空线路“电流电压时间型”+“电压时间型”+“分界开关”组
5、合应用,针对不同线路结构、不同地区、不同的供电半径以及改造项目，多种故障隔离方式的组合应用还是具有一定的发展空间，同时就地故障隔离也可作为分布实施配电自动化的第一阶段逐步向主站集中控制方式过渡。 随着用户增加、负荷增加、供电方式改变，线路也将相应做出调整，因此可适当考虑开关和控制设备能够满足变化需要，即在不更换开关及控制器的情况下只需调整功能即能满足变化后的功能要求。 在条件允许的情况下，我们建议无论是架空线路还是电缆线路均可采用断路器作为主体开关，当前运行可根据故障隔离方案有选择的退出断路器的保护功能，使其作为负荷开关使用，未来可以按线路变化投入“断路器”功能，为线路发展提供一次开关设备的“
6、冗余”。,应 用 体 会,采用主站集中控制或智能分布方式等依靠通讯实现的FA，其FTU是否应具备就地故障隔离功能？就地故障隔离功能是否能够作为依靠通讯故障隔离功能的“后备保护”而存在？ 是否需要在通讯异常时投入就地故障隔离功能？如何进入就地故障隔离的“后备保护”，并有效发挥“后备保护”的作用？ 采用依靠通讯的故障自愈方案是否一定需要考虑将全部故障隔离功能交给主站集中控制或智能分布控制器来实现？是否可以采用集中控制与部分就地故障隔离组合应用？ 无论是电压型还是电流电压型故障点后侧的残压保护动作准确性必须得到提高！,需要思考的问题,CB1：出线断路器 K1-K4：环网柜环进环出单元，负荷开关,电缆
7、配电网一次设备选型一：负荷开关环进环出、出线无开关,CB1：出线断路器 K1-K4：环网柜环进环出单元，负荷开关 K11-K14：环网柜出线单元，负荷开关,负荷开关出线的箱式开闭所 （户外开关箱）,负荷开关出线的箱式开闭所 （户外开关箱）,电缆配电网一次设备选型二：负荷开关环进环出、负荷开关出线,电缆配电网一次设备选型三：负荷开关环进环出、断路器出线,断路器出线的箱式开闭所 （户外开关箱）,断路器出线的箱式开闭所 （户外开关箱）,CB1：出线断路器 K1-K4：环网柜环进环出单元，负荷开关 G1-G4：环网柜出线单元，断路器,电缆配电网一次设备选型四：断路器环进环出、断路器出线,断路器出线的箱
8、式开闭所 （户外开关箱）,断路器出线的箱式开闭所 （户外开关箱）,CB1：出线断路器 D1-D4：环网柜环进环出单元，断路器 G1-G4：环网柜出线单元，断路器,电压时间型在电缆配电网的应用隔离相间短路故障,CB1：出线断路器，速断延时0s，设置两次重合闸 K1-K4：电压型负荷开关环网柜环进环出单元，配置RTU，合闸延时7s、合闸检测延时5s、残压检测闭锁等功能 G1-G4：出线断路器，配置有FDR构成分界断路器环网柜 LS：联络开关，电压型负荷开关环网柜、投入环网联络功能和残压检测闭锁功能,相间短路故障,电压时间型在电缆配电网的应用隔离单相接地故障（一）,CB1：出线断路器，速断延时0s，
9、设置两次重合闸 K1-K4：电压型负荷开关环网柜环进环出单元，配置有RTU；每个回路均配有两组CVT电压传感器及零序电流互感器，在线路发生单相接地故障后可准确的检测开关两侧每相电压、零序电压及线路零序电流信号 G1-G4：出线断路器，配置有FDR构成分界断路器环网柜 配备CVT电压传感器能够有效避免故障点后侧开关闭锁并隔离故障区段准确率不高问题！,单相接地故障,CB1：出线断路器，速断延时0s；考虑到电缆线路多为永久性故障，不设置重合闸 K1-K4：电压型负荷开关环网柜环进环出单元，配置有RTU、CVT、零序CT，此外还投入了单相接地故障延时分闸功能，分别是K4为3s、 K3为6s、 K2为9
10、s、 K1为12s。,电压时间型在电缆配电网的应用隔离单相接地故障（二）,单相接地故障,全密封充气操动机构,RTU测控终端,CVT电压传感器 超级电容,采用一体化设计方案，每个进出线单元均配有控制装置，构成相对独立的自动化开关设备；各控制装置通过通讯总线汇总至通讯集中器与主站系统连接； 环进环出开关均装设有CVT电压传感器、相CT、零序CT，能够检测每相电压、电流、母线电压、零序电压、零序电流，有利于提高主干线单相接地故障检出率，也为配电自动化提供更多的采样信息； 控制器内置超级电容作为后备电源，避免蓄电池需要定期维护问题； 全密封操动机构，并填充惰性气体，实现机构免维护； 主回路可采用氮气替
11、代SF6气体。,电压型环网柜单元的主要特点,ZW20A在2000年设计之初就充分考虑不填充SF6即可满足使用及试验要求，2011年顺利完成填充氮气的密封及绝缘试验。 2013年，完成开关内部增设CVT电压传感器及电压传感器与控制终端接口工作，并出口至印度、巴基斯坦等国家。,采用航空插头电缆连接,吊装挂钩,也可采用坐装方式,可内置电压传感器CVT,真空灭弧室,内置零序CT,单相CT,进出线套管,2011年 2013年,CB1：出线断路器，速断延时0.3s；设置一次重合闸； K1-K4变更为D1-D4：由原负荷开关更改为断路器，配置有RTU、CVT、零序CT；D1-D4投入电流电压时间型，延时合闸
12、5s、速断0s、残压检测闭锁等功能。 LS：投入环网联络功能和残压检测闭锁功能。,电流电压时间型在电缆配电网应用的思考,相间短路故障,电缆配电网箱式开闭所（户外开关箱），我们推荐优先选择断路器进出线方式为最佳，环进环出采用断路器作为设备“冗余”，可做为负荷开关使用；其次为负荷开关进线、断路器出线方案； 设置就地故障隔离可作为分布实施馈线自动化逐步向主站集中控制方式过渡。 电缆配电网出线断路器一般不设置多次重合闸，配备DTU实现主站集中控制后，一旦通讯异常时发生故障后，将可能整条馈线较长停电，因此推荐在通讯异常后包括出线断路器在内的开关进入就地故障隔离方式作为“后备保护”； 目前招标的箱式开闭所
13、基本都配备有电压互感器柜作为DTU和通讯装置提供工作电源，但电压互感器通常为进线PT或者母线PT，同时母线PT和进线PT其成本又过高，因此采用电压传感器作为信号采集是有必要的。,应 用 体 会,当前所采用的DTU，多数要将每个进出线单元间隔（一次设备）所有二次线引至DTU，接头多、工作量较大，易出错；还有部分项目需要在工程现场安装DTU，对接线可靠性提出高要求；随着未来配电自动化的发展，所要采集的信息将会越来越多，因此如何减少设备之间连线也是需要思考的问题！ 出线为断路器方案的箱式开闭所（户外开关箱），多采用独立的微机保护作为馈出线保护，而实现FA需要配备DTU来完成集中控制功能，两者运行相对
14、独立，又有部分功能重复，是否需要让两者之间更好协作和融合，也需要我们进一步思考。,应 用 体 会,采用主站集中控制或智能分布方式等依靠通讯实现的FA，其FTU是否应具备就地故障隔离功能？就地故障隔离功能是否能够作为依靠通讯故障隔离功能的“后备保护”而存在？我们认为有存在的必要！ 是否需要在通讯异常时投入就地故障隔离功能？如何进入就地故障隔离的“后备保护”，并有效发挥“后备保护”的作用？通讯异常情况下可以由主站和控制器共同来发挥作用！ 采用依靠通讯的故障自愈方案是否一定需要考虑将全部故障隔离功能交给主站集中控制或智能分布控制器来实现？是否可以采用集中控制与部分就地故障隔离组合应用？就分界开关而言
15、就是一种就地控制，因此有混合使用需要。 无论是电压型还是电流电压型故障点后侧的残压保护动作准确性必须得到提高！可以通过CVT来提高残压保护和可靠性。,需要思考的问题,馈线自动化就地故障隔离功能的应用及思考 一二次设备一体化设计的探索 企业简介,内容大纲, 一二次设备组合应用的ZW27-12柱上真空断路器, 内置组合式互感器,内置控制器,掌上电脑及遥控器,内置电压互感器、控制器的ZW27-12柱上真空断路器，具备分界开关（看门狗）和计量功能,2005年, 一二次设备组合应用的柱上开闭所,针对内蒙供电半径长、沙尘较多，研制的柱上开闭所。内置双侧电压互感器和控制装置。内部采用户外永磁开关，具有较强的
16、户外环境适应能力。,2007年, 柱上开闭所的控制侧,柱上开闭所设有无线通讯模块，可以用手机对开关进行操作和参数设置。 虽然采用组合式设计，将二次设备集成在一起，但体积总体较大、安装不便。, 一二次设备组合应用的柱上开闭所, 柱上开闭所的控制部分,针对ZW20A-12柱上真空断路器零表压SF6气体填充技术，在开关内部加设了传感器，用于SF6气体泄露检测，并获得专利。,采用航空插头电缆连接,吊装挂钩,也可采用坐装方式,进出线套管,2009年,ZW20A在2000年设计之初就充分考虑不填充SF6即可满足使用及试验要求，2011年顺利完成填充氮气的密封及绝缘试验。 2013年，完成开关内部增设电压传感器及电压传感器与控制终端接口工作，并出口至印度、巴基斯坦等国家。,采用航空插头电缆连接,吊装挂钩,也可采用坐装方式,可内置电压传感器CVT,真空灭弧室,内置零序CT,单相CT,进出线套管,2011年 2013年,电压型环网柜每个回路最多可内置进出线三相共六只CVT电压传感器，并可配置华仪专利的SF6泄露检测装置； 采用“分散控制”和“有电调度”的设计思想，控制单元分散至每个单元柜、超级电容分散至每个控制器和通讯集中器； 无需配置DTU，控制终端采用通讯总线方式汇总至通讯集中器与主站系统连接，同时简化设备间的连线； 控制单元可应用在环网柜负荷开关或是断路器间隔； 已完成产品的电磁兼容试验。,
